一种核级装备用泡沫功能材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核级装备用泡沫功能材料及其制备方法，所述功能材料的原料包括以下组分：聚醚多元醇，聚酯多元醇，环氧树脂，阻燃剂，发泡剂，催化剂，氯离子固定浆剂和多异氰酸酯；所述聚醚多元醇为聚醚Ⅰ和聚醚Ⅱ；所述阻燃剂包括乙基膦酸二乙酯、三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、三聚氰胺、聚磷酸铵、硫化钪和膨胀蛭石粉；所述催化剂包括二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、油酸钾、钛酸四丁酯和四丁基氯化铵；所述多异氰酸酯原料包括聚合MDI和4，4'

【技术实现步骤摘要】
一种核级装备用泡沫功能材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种核级装备用泡沫功能材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]核级装备主要用于输送核用原材料或由原材料加工成的核元件，在输送的整个过程中，需要保障原材料或元件安全，即使在最严重的事故情况下，也要保证原材料或元件零外泄/露，比如需要满足装备外部温度900℃的真火火焰包裹下且持续35min期间，内部温度≤150℃。
[0003]综合输送要求和原材料或元件的特点，核级装备一般设计为异型结构。金属材料是热的良导体，温度很快会传入装备内部，故装备由坚固的金属外层和导热系数较低的非金属材料内层组成。出于安全的原因，金属外壳焊装完成后必须先经过零泄漏检测，又因原材料或元件存放、固定的要求，所以装备最终被设计加工成具有空腔的金属壳体，壳体外侧预留有一定数量的排气孔，以利于在严重的事故情况下低导热系数非金属材料分解的小分子物质逃逸，不会因内压过大致使装备破裂、解体。然而，目前，常规的低导热系数非金属材料无法实现在焊装成整体的空腔金属壳体内部安装。
[0004]核级装备服役寿期一般都很长，满足其功能要求的材料一般均需进口，为突破“卡脖子”窘境，需要自给自足，采用100％国产化的原材料通过配方技术实现核级装备长寿命要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种核级装备用泡沫功能材料及其制备方法。本专利技术提供一种原料包含有聚醚多元醇、聚酯多元醇、环氧树脂、阻燃剂、发泡剂、催化剂、氯离子固定浆剂和多异氰酸酯的核级装备用泡沫功能材料，原料100％国产，具有无硫、氟、氯、溴等可溶出物质，可配合金属装备共同抵御严重事故工况，满足40年的服役寿命要求。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：聚醚多元醇60～80 份，聚酯多元醇10～20份，环氧树脂10～20份，阻燃剂40～50份，发泡剂 0.2～0.4份，催化剂3.5～4份，氯离子固定浆剂2～3份和多异氰酸酯170～200 份；所述聚醚多元醇为聚醚Ⅰ和聚醚Ⅱ；所述阻燃剂包括乙基膦酸二乙酯、三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、三聚氰胺、聚磷酸铵、硫化钪和膨胀蛭石粉；所述催化剂包括二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、油酸钾、钛酸四丁酯和四丁基氯化铵；所述多异氰酸酯原料包括聚合MDI 和4，4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯。
[0007]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述聚醚Ⅰ的平均羟值为480mgKOH/g～500mgKOH/g，黏度为6500mPa
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s/25℃～9500mPa
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s/25℃；所述聚醚Ⅱ的平均羟值为280mgKOH/g ～340mgKOH/g，黏度为900mPa
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s/25℃～1700mPa
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s/25℃；所述聚
醚Ⅱ的质量为聚醚Ⅰ质量的2倍。
[0008]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述聚酯多元醇的平均羟值为390mgKOH/g～410mgKOH/g，黏度为1.3Pa
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s/25℃。
[0009]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂黏度＜3000mPa
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s/40℃。
[0010]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述发泡剂为去离子水。
[0011]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述氯离子固定浆剂为由硝酸银粉末、粘合剂、溶剂和助剂组成的浆液，所述硝酸银过筛 3000目，所述氯离子固定浆剂中硝酸银的质量百分含量为60％～70％。
[0012]上述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述聚合MDI 的质量为4，4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯质量的4倍，所述聚合MDI的平均官能度为2.9～3.0，所述4，4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯官能度为2。
[0013]此外，本专利技术还提供一种制备上述的核级装备用泡沫功能材料的方法，其特征在于，包括：
[0014]步骤一、40～50℃搅拌条件下，将聚醚Ⅱ、聚酯多元醇和乙基膦酸二乙酯混合，得到物料A；
[0015]步骤二、40～50℃搅拌条件下，向所述物料A中依次加入三聚氰胺、聚磷酸铵、硫化钪、膨胀蛭石粉、二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、油酸钾、钛酸四丁酯、氯离子固定浆剂和发泡剂，混合，得到预混1；
[0016]步骤三、60～70℃搅拌条件下，将聚醚Ⅰ和环氧树脂搅拌混合均匀，得到预混2；
[0017]步骤四、40～50℃搅拌条件下，将聚合MDI和4，4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯搅拌混合，得到预混3；
[0018]步骤五、40～50℃搅拌条件下，将三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯和四丁基氯化铵依次加入预混1，混合均匀，得到预混4；
[0019]步骤六、将预混4、预混2和预混3混合，得到物料B；
[0020]步骤七、70～80℃水浴条件下，将所述物料B导入模具中，至泡沫充满后封排气口；所述模具为在70～80℃水浴预热后模具；
[0021]步骤八、将步骤七充填有泡沫的模具在140℃熟化12～18h；
[0022]步骤九、待熟化后模具降温至≤50℃，取出，打开，得到泡沫功能材料。
[0023]上述的方法，其特征在于，步骤一所述搅拌的速度为1000～1500r/min；步骤二所述搅拌速度为1500～2000r/min；步骤三所述搅拌的速度为 5000～6000r/min。
[0024]上述的方法，其特征在于，步骤四所述搅拌的速度为1000～1500r/min；步骤五所述搅拌速度为1000～2000r/min；步骤六所述混合的速度为 2000～3000r/min。
[0025]所述份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
[0026]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0027]1、本专利技术提供一种原料包含有聚醚多元醇、聚酯多元醇、环氧树脂、阻燃剂、发泡剂、催化剂、氯离子固定浆剂和多异氰酸酯的核级装备用泡沫功能材料，配方涉及原材料100％国产，具有无硫、氟、氯、溴等可溶出物质，可配合金属装备共同抵御核事故，满足40年的服役寿命要求。
[0028]2、本专利技术提供一种制备上述核级装备用泡沫功能材料的方法，包括分别得到预混1、预混2、预混3和预混4，以及将预混4、预混2和预混 3混合，得到物料B的步骤，该物料B初始形态为液相，可轻松注入核装备空腔中，实现泡沫功能材料填充，得到的泡沫功能材料为低导热系数非金属材料，更易于与金属核装备壳体配体。
[0029]3、本专利技术原理可靠，利于推广应用。
[0030]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：聚醚多元醇60～80份，聚酯多元醇10～20份，环氧树脂10～20份，阻燃剂40～50份，发泡剂0.2～0.4份，催化剂3.5～4份，氯离子固定浆剂2～3份和多异氰酸酯170～200份；所述聚醚多元醇为聚醚Ⅰ和聚醚Ⅱ；所述阻燃剂包括乙基膦酸二乙酯、三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、三聚氰胺、聚磷酸铵、硫化钪和膨胀蛭石粉；所述催化剂包括二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、油酸钾、钛酸四丁酯和四丁基氯化铵；所述多异氰酸酯原料包括聚合MDI和4，4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述聚醚Ⅰ的平均羟值为480mgKOH/g～500mgKOH/g，黏度为6500mPa
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s/25℃～9500mPa
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s/25℃；所述聚醚Ⅱ的平均羟值为280mgKOH/g～340mgKOH/g，黏度为900mPa
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s/25℃～1700mPa
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s/25℃；所述聚醚Ⅱ的质量为聚醚Ⅰ质量的2倍。3.根据权利要求1所述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述聚酯多元醇的平均羟值为390mgKOH/g～410mgKOH/g，黏度为1.3Pa
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s/25℃。4.根据权利要求1所述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂黏度＜3000mPa
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s/40℃。5.根据权利要求1所述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述发泡剂为去离子水。6.根据权利要求1所述的一种核级装备用泡沫功能材料，其特征在于，所述氯离子固定浆剂为由硝酸银粉末、粘合剂、溶剂和助剂组成的浆液，所述硝酸银过筛3000目，所述氯离子固定浆剂中硝酸银的质量百分含量为6...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯洪福，顾国兴，李娜，孙超超，沈光耀，李荣博，张振雨，沈勇坚，苏有学，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：